Obsługa żyroskopu/akcelerometru MPU-6050

Moderator: bbiernat

pancio
Administrator
Posts: 40
Joined: 18 September 2013, 23:02 - Wed

Obsługa żyroskopu/akcelerometru MPU-6050

Postby pancio » 20 March 2016, 18:37 - Sun

Wstęp
Dziś chciałbym przedstawić kolejny czujnik MEMS MPU-6050 z magistralą I2C, którego wykorzystać można do pomiaru odchylenia i przyspieszenia w trzech osiach. Opis dotyczy 2 modułów dostępnych na portalach aukcyjnych w niewygórowanej cenie 3-5$. Pierwszy GY-521 zawiera układ MPU-6050 (adres I2C: 0x68), drugi GY-87 oprócz układu MPU-6050 zawiera również barometr BMP180 (pomiar ciśnienia i temperatury). GY-87 korzysta z dwóch adresów I2C: 0x68 (MPU) i 0x77 (BMP). Z punktu widzenia sterowania i odczytu MPU oba moduły niczym się nie różnią a BMP180 należy traktować jak osobne urządzenie przypięte do wspólnej magistrali I2c.
MPU6050_GY-87_GY-521.png
Wykorzystywane moduły
Założenia:
- Cubietruck/Cubieboard/Raspberry Pi
- DVK570 (niewymagana, jednak jeśli nie masz kitu - musisz sam zadbać o odpowiednie parametry prądowe np dla diod LED)
- CTdebian 4.1 lub nowszy (do pobrania ze strony Igora Pecovnik-a lub z działu Wsady). W przypadku Raspberry Pi użyć można dystrybucji Raspian.
- Czujnik GY-87 lub GY-521 lub ... dowolny klon z układem MPU-6050

Przestroga 1.
Wszystkie operacje wykonuję jako uprzywilejowany użytkownik root . Nie jest to dobra praktyka więc proponuję używać sudo i wykonywać wszystkie komendy z poziomu normalnego użytkownika...

Uwaga.
Dystrybucja, której używam to kompilacja ze źródeł CTDebian Igora Pecovnik-a. Możesz pobrać najnowszą wersję ze strony Igora lub skorzystać z mojej kompilacji.

Przestroga 2
Wszystko co robisz - robisz na własną odpowiedzialność. W trakcie tutoriala wykonywane są czynności, które mogą uszkodzić twoje urządzenie...

Zaczynamy
Jak każde urządzenie z magistralą I2C, nasz GY-87/521 wymaga tylko 2 linii sterujących i zasilania 3.3V do 5V. Ja wykorzystuję napięcie 3V3 gdyżnie ma wymogu dopasowania napięć pomiędzy CT a MPU, pamiętaj jednak, że podnosząc napięcie zasilania MPU musisz dopasować poziom linii SCL i SDA za pomocą odpowiedniego konwertera.
MPU-6050_GY-521.png
Wykrywanie MPU-6050 (0x68)
Poniższy skrypt jest modyfikacją programu artykułu Reading data from the MPU-6050 on the Raspberry Pi blogu Andrew Birkett-a do którego z przyjemnością odsyłam po więcej szczegółów...

Code: Select all

#!/usr/bin/python
import smbus
import math

#bus number and I2C address
bus = smbus.SMBus(1) # bus number (check which number do you have by using i2cdetect)
address = 0x68       # This is the address value read via the i2cdetect command

# Power management registers
power_mgmt_1 = 0x6b
power_mgmt_2 = 0x6c

def read_byte(adr):
    return bus.read_byte_data(address, adr)

def read_word(adr):
    high = bus.read_byte_data(address, adr)
    low = bus.read_byte_data(address, adr+1)
    val = (high << 8) + low
    return val

def read_word_2c(adr):
    val = read_word(adr)
    if (val >= 0x8000):
        return -((65535 - val) + 1)
    else:
        return val

def dist(a,b):
    return math.sqrt((a*a)+(b*b))

def get_y_rotation(x,y,z):
    radians = math.atan2(x, dist(y,z))
    return -math.degrees(radians)

def get_x_rotation(x,y,z):
    radians = math.atan2(y, dist(x,z))
    return math.degrees(radians)

while(1):
	# Now wake the 6050 up as it starts in sleep mode
	bus.write_byte_data(address, power_mgmt_1, 0)
	
	gyro_xout = read_word_2c(0x43)
	gyro_yout = read_word_2c(0x45)
	gyro_zout = read_word_2c(0x47)
	
	#read raw accelerometer value: 
	accel_xout = read_word_2c(0x3b)
	accel_yout = read_word_2c(0x3d)
	accel_zout = read_word_2c(0x3f)
	
	accel_xout_scaled = accel_xout / 16384.0
	accel_yout_scaled = accel_yout / 16384.0
	accel_zout_scaled = accel_zout / 16384.0
	
	print("x rotation: %6.3f, y rotation: %6.3f, gyroX: %6.2f, gyroY: %6.2f, gyroZ: %6.2f " % 
		(	get_x_rotation(accel_xout_scaled, accel_yout_scaled, accel_zout_scaled),
			get_y_rotation(accel_xout_scaled, accel_yout_scaled, accel_zout_scaled),
			gyro_xout / 131,
			gyro_yout / 131,	
			gyro_zout / 131)
		)
	
	print("accel_xout: %6.2f, accel_yout: %6.2f, accel_zout: %6.2f " % 
		(	accel_xout_scaled, 
			accel_yout_scaled, 
			accel_zout_scaled)
		)
		
Powyższy kod skopiuj i zapisz np jako mpu6050.py i uruchom. Wynik powinien na bieżąco prezentować pomiary akcelerometru i żyroskopu:
MPU6050_output.png
Wykonanie skryptu i otrzymane wyniki...
A tak wygląda zestaw pomiarowy:
ct_mpu6050.png
GY-521 podpięte do Cubietruck
Attachments
MPU-6050_DataSheet_V3 4.pdf
(1.42 MiB) Downloaded 325 times

Who is online

Users browsing this forum: No registered users and 1 guest